KR20060090153A

KR20060090153A - 3차원 그래픽 디스플레이 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060090153A
Application number: KR1020050053551A
Authority: KR
Inventors: 안정환; 김도균; 이기창; 우상옥; 니콜라이 유리에비치 게라시모브
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2006-08-10
Also published as: US20060284868A1; US7944970B2; KR100657962B1; EP1737249B1; JP2007004799A; CN1885343B; EP1737249A3; CN1885343A; EP1737249A2

Abstract

본 발명은 차량 등과 같은 이동체의 위치에 따라 그 주변의 지형 등을 나타내는 3차원 그래픽을 디스플레이 하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 그 방법은 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 이동체 위치 후보 영역을 예측하는 단계; 예측된 이동체 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 메모리로 로딩하는 단계; 및 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 디스플레이 시점의 이동체 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 차량용 네비게이션 또는 3차원 게임 등에서 이동체의 이동에 따른 주변 지형을 3차원 그래픽으로 디스플레이하고자 하는 경우, 현재 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여 다음 디스플레이할 시점에서 이동체가 위치할 수 있는 영역을 예측한 후 예측된 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터만을 메모리에 로딩하여 랜더링함으로써, 작은 크기의 메모리를 이용하여 3차원 그래픽을 끊김없이 효과적으로 디스플레이할 수 있다.

Description

3차원 그래픽 디스플레이 장치 및 방법{Apparatus and method for displaying 3-dimension graphics}

도 1은 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 장치에 대한 제1실시예를 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 방법에 대한 제1실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 3은 이동체의 위치 후보 영역에 해당하는 데이터를 메모리로 로딩한 후 랜더링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 장치에 대한 제2실시예를 나타내는 블록도이다.

도 5는 차량의 이동 경로를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 6a, 6b는 예측된 차량의 이동 경로에 따라 차량의 위치 후보 영역을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 7a, 7b는 차량 위치 후보 영역에 해당되는 블록들을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 방법에 대한 제2실시예를 나타내는 흐름도이다.

도 9는 도 8의 차량 위치 후보 영역에 해당되는 블록들을 추출하는 단계에 대한 실시예를 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 3차원 그래픽을 디스플레이 하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 차량용 네비게이션 또는 3차원 게임 등에서 차량 등과 같은 이동체의 위치에 따라 그 주변 영역을 3차원 그래픽으로 디스플레이 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

근래에 들어 도로상의 차량 증가는 매우 큰 교통 혼잡을 야기하고 있다. 이러한 교통 혼잡을 해결하기 위한 방법으로 차량 항법 시스템, 즉 네비게이션이 개발되고 있다. 이러한 네비게이션 시스템의 기본적인 기능은 운행 중인 차량의 위치를 추적하여, 차량 주변의 영역을 도로 지도 상에 정확하게 표시하는 것이며, 부수적인 기능으로는 다른 도로의 교통 상황을 파악하거나 주유소 등에 대한 정보를 제공하는 것이 있다.

그런데, 운전자가 네비게이션 시스템의 지도 상에서 원하는 위치를 찾기 위해서는 시각화가 잘 되어 있어야 한다. 특히 3차원 시각화가 요구되는데, 이는 고속으로 차량을 운행하는 경우 평면의 지도를 검색하는 것보다는 3차원 시각화가 되어있는 지도를 검색하는 것이 사용자에게 편리함과 안전함을 제공하기 때문이다. 주위의 건물이나 지형 등의 지형지물이 3차원 형상으로 보여지는 경우, 직관적으로 이를 인식할 수 있으므로 편리성과 안전성이 제공될 수 있다.

3차원 그래픽 데이터를 화면에 출력하는 장치에서 사용되는 3차원 그래픽 데이터로는 표준기술인 VRML(Virtual Reality Modeling Language), MPEG(Moving Picture Expert Group), 및 일반 상용 프로그램들이 정의하는 파일 포맷을 포함한다. 3차원 그래픽 데이터는 3차원 공간상에 위치하는 물체들의 기하학적 정보, 예를 들어 물체를 구성하는 3차원 점들의 위치와 이들의 연결 정보, 물체들의 머티리얼 정보, 예를 들어 물체의 질감, 투명도, 물체의 색깔, 물체 표면의 빛 반사도, 광원의 위치와 특성 및 시간에 따른 이러한 정보들의 변화 정보 등을 포함한다.

상기 3차원 그래픽 데이터를 입력받아 화면에 디스플레이 하는 일반적인 방법으로, 상기 3차원 그래픽 데이터를 메모리에 로딩(loading)한 후, 상기 메모리에 로딩된 데이터 중 화면에 디스플레이될 영역에 해당하는 데이터를 랜더링(rendering)하여 디스플레이 한다.

이동체의 이동에 따라 변화하는 주변 영역의 3차원 그래픽을 디스플레이 하는 첫번째 방법으로, 전체 영역의 3차원 그래픽 데이터를 모두 메모리에 로딩해 놓은 후, 디스플레이 시마다 상기 이동체의 위치를 입력 받아 상기 메모리에 로딩된 데이터 중 상기 위치의 주변 영역의 데이터를 랜더링하여 디스플레이한다. 그러나 상기 첫번째 방법에 의하는 경우, 3차원 그래픽 데이터의 크기가 매우 크기 때문에 디스플레이 장치에 구비되는 메모리의 크기가 매우 켜져, 생산 비용 및 장치의 크기가 증가하는 문제가 있었다.

이동체의 이동에 따라 변화하는 주변 영역의 3차원 그래픽을 디스플레이 하 는 두번째 방법으로, 디스플레이 시마다 상기 이동체의 위치를 입력 받아 상기 위치의 주변 영역의 데이터를 메모리로 로딩한 후, 상기 메모리에 로딩된 데이터를 랜더링하여 디스플레이한다. 그러나 상기 두번째 방법에 의하는 경우, 3차원 그래픽 데이터를 상기 메모리로 로딩하는데 시간이 필요하여, 디스플레이되는 3차원 그래픽이 실시간으로 끊김없이 디스플레이 되기 어려운 문제가 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 이동체의 이동에 따라 변화하는 주변 영역의 3차원 그래픽을 디스플레이하는 장치 및 방법에 있어서, 디스플레이 시점에서의 이동체가 위치할 수 있는 영역을 미리 예측하여, 상기 예측된 영역의 3차원 그래픽 데이터 만을 메모리에 로딩하여 작은 크기의 메모리로도 끊김없은 3차원 그래픽을 디스플레이할 수 있도록 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 3차원 그래픽 디스플레이 방법은 상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 이동체 위치 후보 영역을 예측하는 단계; 상기 예측된 이동체 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 메모리로 로딩하는 단계; 및 상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 이동체 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체 위치 후보 영역은 상기 이동체의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측된다..

상기 이동체 위치 후보 영역은 상기 이동체의 현재 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 최대 우측 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 최대 좌측 위치 및 디스플레이되는 영역의 크기를 이용하여 예측되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 예측 단계는 상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 단계; 상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 이동체가 위치할 수 있는 영역을 예측하는 단계; 및 상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 이동체 위치 후보 영역으로 추출하는 단계를 포함한다.

상기 추출 단계는 상기 블록들 중 바운딩 박스(bounding box)가 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 추출 단계는 상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출한다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 다른 3차원 그래픽 디스플레이 방법은, 상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 차량 위치 후보 영역을 예측하는 단계; 상기 예측된 차량 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 메모리로 로딩하는 단계; 및 상 기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 차량 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 차량 위치 후보 영역은 상기 차량의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측된다.

상기 차량 위치 후보 영역은 상기 디스플레이 시점에서 상기 차량이 이동할 수 있는 최대 우측 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 차량이 위치할 수 있는 최대 좌측 위치, 상기 차량이 현재와 동일한 상태로 이동하는 경우 상기 디스플레이 시점에서의 위치 및 디스플레이되는 영역의 크기를 이용하여 예측되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 최대 우측 위치는 상기 차량의 스티어링 휠(steering wheel)이 우측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되며, 상기 최대 좌측 위치는 상기 차량의 스티어링 휠이 좌측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되는 것이 바람직하다.

상기 차량의 현재와 동일한 상태는 상기 차량의 스티어링 휠의 회전 각이 현재의 스티어링 휠의 회전 각과 동일한 상태인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 예측 단계는 상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 단계; 상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 차량이 위치할 수 있는 영역을 예측하는 단계; 및 상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 차량 위치 후보 영역으 로 추출하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 추출 단계는 상기 블록들 중 바운딩 블록이 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하거나, 상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하는 것이 바람직하다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 3차원 그래픽 디스플레이 장치는, 3차원 그래픽 데이터를 저장하는 메모리; 상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 이동체 위치 후보 영역을 예측하는 예측부; 상기 예측된 이동체 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 상기 메모리로 로딩하는 로딩부; 상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 이동체 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하는 랜더링부; 및 상기 랜더링된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체 위치 후보 영역은 상기 이동체의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측된다.

바람직하게는, 상기 예측부는 상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으 로 분할하는 블록분할부; 상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 이동체가 위치할 수 있는 영역을 예측하는 영역예측부; 및 상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 이동체 위치 후보 영역으로 추출하는 블록추출부를 포함한다.

상기 블록추출부는 상기 블록들 중 바운딩 박스가 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하거나, 상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하는 것이 바람직하다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 다른 3차원 그래픽 디스플레이 장치는, 3차원 그래픽 데이터를 저장하는 메모리; 상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 차량 위치 후보 영역을 예측하는 예측부; 상기 예측된 차량 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 상기 메모리로 로딩하는 로딩부; 상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 차량 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하는 랜더링부; 및 상기 랜더링된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 최대 우측 위치는 상기 차량의 스티어링 휠이 우측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되며, 상기 최대 좌측 위치는 상기 차량의 스티어링 휠이 좌측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 예측부는 상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 블록분할부; 상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 차량이 위치할 수 있는 영역을 예측하는 영역예측부; 및 상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 차량 위치 후보 영역으로 추출하는 블록추출부를 포함한다.

상기 블록추출부는 상기 블록들 중 바운딩 블록이 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하거나, 상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하는 것이 바람직하다.

상기 3차원 그래픽 디스플레이 방법은 바람직하게는 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 장치에 대한 제1실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 장치는 예측부(100), 로딩부(110), 메모리(120), 랜더링부(130) 및 디스플레이부(140)를 포함하여 이루어진다. 도 1에 도시된 3차원 디스플레이 장치의 동작을 도 2에 도시된 3차원 그래픽 디스플레이 방법을 나타내는 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 예측부(100)는 상기 이동체의 현재 위치와 이동체의 움직임 정보, 예를 들어 이동체의 속도, 이동 방향, 현재 상태에서 좌우로 이동 방향을 변경할 수 있는 각도 등을 이용하여, 다음 디스플레이할 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 후보 영역을 예측한다(200단계).

상기 로딩부(110)는 전체 영역에 대한 3차원 그래픽 데이터 중 상기 예측된 이동체 위치 후보 영역에 해당되는 데이터만을 상기 메모리(120)에 로딩시킨다(210단계).

상기 디스플레이 시점이 되면, 상기 랜더링부(130)는 상기 이동체의 현재 위치를 입력받아, 상기 메모리에 로딩된 데이터 중 상기 입력된 위치 주변의 디스플레이될 영역에 해당하는 데이터를 랜더링한다(220단계). 상기 이동체 위치 주변의 디스플레이될 영역은 상기 이동체 위치를 이용해 계산될 수 있도록, 그 크기, 형태 및 상기 이동체 위치와의 관계가 미리 설정되어 있는 것이 바람직하다.

상기 디스플레이부(140)는 상기 랜더링부(130)로부터 랜더링된 3차원 그래픽 데이터를 입력받아 화면에 디스플레이한다(230단계). 도 3은 상기한 이동체의 위치 후보 영역에 해당하는 데이터를 메모리로 로딩한 후 랜더링하는 방법을 설명하기 위기 위해 도시한 것으로, 상기 예측부(100)가 전체 영역 중 300 영역을 디스플레이 시점에서의 이동체 위치 후보 영역으로 예측하면, 상기 로딩부(110)는 상기 300 영역에 해당되는 3차원 그래픽 데이터를 메모리(120)에 로딩시킨다. 상기 디스플레이 시점이 되어, 상기 랜더링부(130)가 이동체의 위치(310)를 입력받으면, 상기 입력된 위치(300)에 따라 디스플레이될 영역으로 정해진 320 영역에 해당하는 데이터를 랜더링한다. 상기 320영역으로 표시된 삼각형 형태의 영역은 디스플레이 영역의 일실시예로서, 도시된 바와 같이 이동체의 위치를 한 꼭지점으로 하여 이동체의 이동 방향으로 나머지 두 꼭지점을 가지는 형태이다.

이하에서는 도 4 내지 도 9를 참조하여, 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 방법에 대해 좀더 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 장치에 대한 제2실시예를 블록도로 도시한 것으로, 도시된 디스플레이 장치는 블록분할부(400), 영역예측부(410), 블록추출부(420), 로딩부(430), 메모리(440), 랜더링부(450) 및 디스플레이부(460)를 포함하여 이루어진다. 도 4에 도시된 디스플레이 장치의 동작을 도 8에 도시된 3차원 그래픽 디스플레이 방법을 나타내는 흐름도와 결부시켜 설명하기로 한다.

상기 블록분할부(400)는 전체 영역에 대한 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할한다(800단계). 상기 800단계에서, 상기 분할된 블록 각각이 1개 이 상의 매쉬(mesh)를 포함하도록, 블록분할부(400)는 상기 3차원 그래픽 데이터를 매쉬 단위로 분할하는 것이 바람직하다.

상기 영역예측부(410)는 이동체의 현재 위치와 이동체의 움직임 정보, 예를 들어 이동체의 속도, 이동 방향, 현재 상태에서 좌우로 이동 방향을 변경할 수 있는 각도 등을 이용하여, 다음 디스플레이할 시점인 현재로부터 t초 이후에 상기 이동체가 위치할 수 있는 후보 영역을 예측한다(810단계).

도 5는 이동하는 차량의 이동 경로를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면으로, 차량이 현재 위치(500)에서 v의 속도로 스티어링 휠(steering wheeling)을 좌측으로 회전시킨 상태로 이동하고 있는 경우이다. 상기 차량의 스티어링 휠이 좌측으로 회전된 상태이므로,상기 차량은 이동 속도 방향에 수직하는 구심력(a)에 의해 이동 경로가 좌측 방향으로 곡선을 그리게 된다. 따라서 현재 스티어링 휠의 회전 각도를 계속 유지하며 이동하는 경우, 상기 차량은 t초 후에 510으로 표시된 지점에 위치하게 된다. 또한, 상기 스티어링 휠이 좌측으로 더 회전되면서 차량이 이동하는 경우에는, 상기 차량은 상기 보다 좌측 방향으로 더 급한 곡선을 그리면서 이동하게 된다. 그리고, 상기 스티어링 휠이 우측으로 회전되면서 차량이 이동하는 경우에는, 상기 차량은 상기 510 지점을 향하는 이동 경로의 우측 방향으로 곡선을 그리면서 이동하게 된다.

도 5에 도시된 520 지점으로의 이동 경로는, 차량의 현재 상태에서 최대로 좌측 방향으로 이동할 수 있는 경로이며, 상기 520 지점은 상기 차량이 상기 t초 후에 위치할 수 있는 최대 좌측 지점이다. 상기 520 지점으로의 차량 이동 경로는, 상기 차량의 스티어링 휠이 좌측 방향으로 회전될 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산될 수 있다.

도 5에 도시된 530 지점으로의 이동 경로는, 차량의 현재 상태에서 최대로 우측 방향으로 이동할 수 있는 경로이며, 상기 520 지점은 상기 차량이 상기 t초 후에 위치할 수 있는 최대 우측 지점이다. 상기 530 지점으로의 차량 이동 경로는 상기 차량의 스티어링 휠이 우측 방향으로 회전될 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 t초 후에 차량이 위치할 수 있는 최대 좌측 위치, 최대 우측 위치 및 현재 상태로 이동하는 경우의 위치가 계산되면, t초 후에 상기 차량은 상기 520 지점으로 향하는 곡선과 530 지점으로 향하는 곡선 사이에 위치하게 된다.

이하에서는, t초 후 차량의 위치를 계산하는 방법에 대해 좀 더 구체적으로 살펴 보기로 한다. 차량의 현재 위치를 원점 (0,0)으로 가정하고, 상기 차량의 현재 이동 속도 방향을 y축으로 하면, 구심력을 받으면서 이동하는 차량의 t초 후의 위치는 다음의 수학식 1과 같이 계산된다.

상기 수학식 1에서, R은 차량의 회전 반경이고, ω는 차량의 회전 각속도이 다. 상기 차량의 회전반경 R, 회전 각속도ω과 차량의 이동 속도 v는 v = ωR 의 관계를 가진다. 따라서 상기 수학식 1은 다음의 수학식 2와 같다.

상기 차량의 회전 각속도 ω는, 운전자가 차량의 스티어링 휠을 회전시키는 정도에 따라 변하는 값으로 일정한 범위를 가지게 된다. 따라서 상기 ω의 범위를 -B에서부터 B까지라고 가정하면, 상기 ω가 -B에서부터 B까지의 값을 가질 때 상기 수학식 2의 x(t)가 가질 수 있는 값의 범위를 구하면, 현재로부터 t초 후의 차량의 최대 우측 위치와 최대 좌측 위치를 구할 수 있다.

도 6a, 6b는 상기 방법에 의해 예측된 차량의 t초 후 이동 위치에 따라 차량의 위치 후보 영역을 결정하는 방법에 대한 실시예를 설명하기 위한 것으로, 차량의 현재 위치(500), 현재 상태로 이동하는 경우 t초 후의 차량 위치(510), t초 후의 차량 최대 좌측 위치(520) 및 t초 후의 차량 최대 우측 위치(530) 각각에 대해, 상기 지점에서의 차량의 이동 방향으로 상기 도 3을 참조하여 설명한 디스플레이 영역(320)을 형성시킨다. 상기 510, 520, 530 지점에 형성된 세 개의 디스플레이 영역들의 세 꼭지점(600, 610, 620)을 연결하는 원호(610)를 형성한다. 차량의 현재 위치(500)에 형성된 디스플레이 영역(320)의 좌측 꼭지점(640)과 상기 t초 후의 차량 최대 좌측 위치(520)를 연결하는 직선(650)을 형성한다. 차량의 현재 위치(500)에 형성된 디스플레이 영역(320)의 우측 꼭지점(660)과 상기 t초 후의 차량 최대 우측 위치(530)를 연결하는 직선(670)을 형성한다. 도 6에 도시된 바와 같이 상기 형성된 디스플레이 영역들, 원호(630) 및 두개의 직선(650, 670)으로 둘러싸인 영역을 t초 후 차량의 위치 후보 영역으로 예측하는 것이 바람직하다.

상기 블록추출부(420)는 상기 블록분할부(400)에서 분할된 블록들 중, 상기 영역예측부(410)에서 예측한 디스플레이 시점인 t초 후의 이동체의 위치 후보 영역에 해당하는 블록들을 추출한다(820단계).

도 9는 상기 820 단계에서 이동체인 차량의 위치 후보 영역에 해당되는 블록들을 추출하는 방법에 대한 실시예를 흐름도로 도시한 것으로, 도시된 블록 추출 방법을 도 7a와 도 7b에 도시된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

상기 블록추출부(420)는 분할된 블록의 바운딩 박스(bounding box)를 검출한다(900단계). 상기 바운딩 박스는 상기 블록의 외각에 접하는 직사각형 형태인 것이 바람직하다. 블록추출부(420)는 상기 검출된 블록의 바운딩 박스와 차량 위치 후보 영역의 경계선 사이에 교점이 있는지 여부를 확인 한다(910단계). 상기 확인 결과 바운딩 박스와 후보 영역의 경계선 사이에 교점이 있는 경우에는. 상기 블록이 차량 위치 후보 영역에 해당되는 것으로 결정한다(940단계).

도 7a에 도시된 바와 같이, 블록(710)의 바운딩 박스(710)와 차량 위치 후보 영역의 경계선(710) 사이에 교점(730, 740)이 있는 경우, 상기 블록(710)이 상기 차량 위치 후보 영역에 해당되는 것으로 결정한다.

상기 확인 결과 바운딩 박스와 후보 영역의 경계선 사이에 교점이 없는 경우. 상기 블록의 중심점을 검출하고(920단계), 상기 블록의 중심점이 차량 후보 영역 내에 위치하는 지 여부를 확인한다(930단계). 상기 확인 결과 블록의 중심점이 후보 영역 내에 위치 하는 경우, 상기 블록이 차량 위치 후보 영역에 해당되는 것으로 결정한다(940단계). 상기 확인 결과 블록의 중심점이 후보 영역 내에 위치 하지 않는 경우, 상기 블록은 차량 위치 후보 영역에 해당되지 않는 것으로 결정한다(950단계).

도 7b에 도시된 바와 같이, 블록(710)의 중심점(750)이 차량 위치 후보 영역의 경계선(710) 내에 위치하는 경우, 상기 블록(710)이 상기 차량 위치 후보 영역에 해당되는 것으로 결정한다.

상기 로딩부(430)는 상기 블록추출부(420)로부터 이동체 위치 후보 영역에 해당되는 블록들을 입력받아, 상기 블록에 대응되는 3차원 그래픽 데이터를 상기 메모리(440)에 로딩시킨다(830단계).

상기 디스플레이 시점인 t초가 경과되면, 상기 랜더링부(450)는 상기 이동체의 현재 위치를 입력받아(840단계), 상기 메모리(440)에 로딩된 데이터 중 상기 입력된 위치 주변의 디스플레이될 영역에 해당하는 데이터를 랜더링한다(850단계).

상기 디스플레이부(460)는 상기 랜더링부(450)로부터 랜더링된 3차원 그래픽 데이터를 입력받아 화면에 디스플레이한다(860단계).

상기에서는 이동하는 차량의 위치 변화에 따라 차량의 주변 영역을 3차원 그래픽으로 디스플레이 하는 방법 및 장치를 예로 들어 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 방법 및 장치에 대해 설명하였으나, 본 발명에 따른 3차원 그래픽 디스플레이 방법 및 장치는 이동하는 차량 이외에 3차원 그래픽을 이용한 게임에서, 캐릭터 등의 물체가 이동함에 따라 변화하는 주변 영역을 3차원 그래픽으로 디스플레이하는 경우 등에도 이용될 수 있다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 3차원 디스플레이 장치 및 방법에 의하면, 차량용 네비게이션 또는 3차원 게임 등에서 이동체의 이동에 따른 주변 지형을 3차원 그래픽으로 디스플레이하고자 하는 경우, 현재 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여 다음 디스플레이할 시점에서 이동체가 위치할 수 있는 영역을 예측한 후 예측된 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터만을 메모리에 로딩하여 랜더링함으로써, 작은 크기의 메모리를 이용하여 3차원 그래픽을 끊김없이 효과적으로 디스플레이할 수 있다.

Claims

3차원 그래픽 데이터를 입력받아, 이동체 주변의 영역을 디스플레이하는 방법에 있어서,

상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 이동체 위치 후보 영역을 예측하는 단계;

상기 예측된 이동체 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 메모리로 로딩하는 단계; 및

상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 이동체 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동체 위치 후보 영역은

상기 이동체의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동체 위치 후보 영역은

상기 이동체의 현재 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 최대 우측 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 최대 좌측 위치 및 디스플레이되는 영역의 크기를 이용하여 예측되는 것을 특징으 로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제1항에 있어서, 상기 예측 단계는

상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 단계;

상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 이동체가 위치할 수 있는 영역을 예측하는 단계; 및

상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 이동체 위치 후보 영역으로 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제4항에 있어서, 상기 추출 단계는

상기 블록들 중 바운딩 박스(bounding box)가 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제4항에 있어서, 상기 추출 단계는

상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
3차원 그래픽 데이터를 입력받아, 이동하는 차량 주변의 영역을 디스플레이하는 방법에 있어서,

상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 차량 위치 후보 영역을 예측하는 단계;

상기 예측된 차량 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 메모리로 로딩하는 단계; 및

상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 차량 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제7항에 있어서, 상기 차량 위치 후보 영역은

상기 차량의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제7항에 있어서, 상기 차량 위치 후보 영역은

상기 디스플레이 시점에서 상기 차량이 이동할 수 있는 최대 우측 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 차량이 위치할 수 있는 최대 좌측 위치, 상기 차량이 현재와 동일한 상태로 이동하는 경우 상기 디스플레이 시점에서의 위치 및 디스플레이되는 영역의 크기를 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제9항에 있어서, 상기 최대 우측 위치는

상기 차량의 스티어링 휠(steering wheel)이 우측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제9항에 있어서, 상기 최대 좌측 위치는

상기 차량의 스티어링 휠이 좌측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제9항에 있어서, 상기 차량의 현재와 동일한 상태는

상기 차량의 스티어링 휠의 회전 각이 현재의 스티어링 휠의 회전 각과 동일한 상태인 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제7항에 있어서, 상기 예측 단계는

다음의 수학식을 이용해 현재로부터 t초가 경과한 후의 상기 차량의 위치를 계산하여, 상기 차량 위치 후보 영역을 예측하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.

상기 수학식에서, v는 상기 차량의 이동 속도이며, 상기 y(t)는 상기 이동 속도 방향의 차량 이동 거리이고, 상기 x(t)는 상기 y(t)와 수직 방향의 차량 이동 거리이며, ω는 상기 차량의 회전 각속도이다.
제7항에 있어서, 상기 예측 단계는

상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 단계;

상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 차량이 위치할 수 있는 영역을 예측하는 단계; 및

상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 차량 위치 후보 영역으로 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제14항에 있어서, 상기 추출 단계는

상기 블록들 중 바운딩 블록이 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제14항에 있어서, 상기 추출 단계는

상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램으로 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
3차원 그래픽 데이터를 입력받아 메모리에 로딩한 후, 상기 로딩된 데이터 중 이동체 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 장치에 있어서,

3차원 그래픽 데이터를 저장하는 메모리;

상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 이동체 위치 후보 영역을 예측하는 예측부;

상기 예측된 이동체 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 상기 메모리로 로딩하는 로딩부;

상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 이동체 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하는 랜더링부; 및

상기 랜더링된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징 으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제18항에 있어서, 상기 이동체 위치 후보 영역은

상기 이동체의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제18항에 있어서, 상기 이동체 위치 후보 영역은

상기 이동체의 현재 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 최대 우측 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 이동체가 위치할 수 있는 최대 좌측 위치 및 디스플레이되는 영역의 크기를 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제18항에 있어서, 상기 예측부는

상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 블록분할부;

상기 이동체의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 이동체가 위치할 수 있는 영역을 예측하는 영역예측부; 및

상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 이동체 위치 후보 영역으로 추출하는 블록추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제21항에 있어서, 상기 블록추출부는

상기 블록들 중 바운딩 박스가 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제21항에 있어서, 상기 블록추출부는

상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 이동체 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
3차원 그래픽 데이터를 입력받아 메모리에 로딩한 후, 상기 로딩된 데이터 중 이동하는 차량 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하여 디스플레이하는 장치에 있어서,

3차원 그래픽 데이터를 저장하는 메모리;

상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 일정 시간이 경과한 후인 디스플레이 시점의 차량 위치 후보 영역을 예측하는 예측부;

상기 예측된 차량 위치 후보 영역에 해당하는 3차원 그래픽 데이터를 상기 메모리로 로딩하는 로딩부;

상기 메모리에 로딩된 3차원 그래픽 데이터 중 상기 디스플레이 시점의 차량 위치의 주변 영역에 해당하는 데이터를 랜더링하는 랜더링부; 및

상기 랜더링된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제24항에 있어서, 상기 차량 위치 후보 영역은

상기 차량의 현재위치, 이동 속도 및 이동 방향을 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제24항에 있어서, 상기 차량 위치 후보 영역은

상기 디스플레이 시점에서 상기 차량이 이동할 수 있는 최대 우측 위치, 상기 디스플레이 시점에서 상기 차량이 위치할 수 있는 최대 좌측 위치, 상기 차량이 현재와 동일한 상태로 이동하는 경우 상기 디스플레이 시점에서의 위치 및 디스플레이되는 영역의 크기를 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제26항에 있어서, 상기 최대 우측 위치는

상기 차량의 스티어링 휠이 우측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제26항에 있어서, 상기 최대 좌측 위치는

상기 차량의 스티어링 휠이 좌측으로 회전할 수 있는 최대 각속도를 이용하 여 계산되는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제26항에 있어서, 상기 차량의 현재와 동일한 상태는

상기 차량의 스티어링 휠의 회전 각이 현재의 스티어링 휠의 회전 각과 동일한 상태인 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제24항에 있어서, 상기 예측부는

다음의 수학식을 이용해 현재로부터 t초가 경과한 후의 상기 차량의 위치를 계산하여, 상기 차량 위치 후보 영역을 예측하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.

상기 수학식에서, v는 상기 차량의 이동 속도이며, 상기 y(t)는 상기 이동 속도 방향으로의 차량의 이동 거리이고, 상기 x(t)는 상기 y(t)와 수직 방향의 차량의 이동 거리이며, ω는 상기 차량의 회전 각속도이다.
제24항에 있어서, 상기 예측부는

상기 3차원 그래픽 데이터를 복수개의 블록으로 분할하는 블록분할부;

상기 차량의 위치와 움직임 정보를 이용하여, 상기 디스플레이 시점에서 차량이 위치할 수 있는 영역을 예측하는 영역예측부; 및

상기 분할된 복수개의 블록들 중 상기 예측된 영역에 해당되는 블록들을 상기 차량 위치 후보 영역으로 추출하는 블록추출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제31항에 있어서, 상기 블록추출부는

상기 블록들 중 바운딩 블록이 상기 예측된 영역의 경계선 상에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.
제31항에 있어서, 상기 블록추출부는

상기 블록들 중 중심점이 상기 예측된 영역 내에 위치하는 블록들을 상기 차량 위치 후보영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 3차원 그래픽 디스플레이 장치.